圓柱螺旋面螺桿是動力機械

1、圓柱螺旋面螺桿是動力機械、傳動機械中的典型零件，因其具有傳動功率大、噪音低、相關(guān)的機械結(jié)構(gòu)簡單等特點而得到廣泛應(yīng)用。近年來，在石油鉆采機械、橡膠機械、氣體壓縮機械及各種輸送泵類等領(lǐng)域中的應(yīng)用獲得較大的發(fā)展。隨著螺桿應(yīng)用領(lǐng)域的推廣，其結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大的變化。截面廓形曲線由傳統(tǒng)的漸開線、擺線等單線型，向更復(fù)雜的復(fù)合線型發(fā)展。同時，大型螺桿的應(yīng)用也越來越廣泛，如石油鉆采機械中螺桿鉆具的螺桿泵轉(zhuǎn)子長度達到3～6m。為了滿足這類復(fù)雜大型螺桿高效低

2、成本加工的要求，80年代初，國外提出了無瞬心截面包絡(luò)法銑削加工螺桿的新工藝，并推出了相應(yīng)的專用數(shù)控機床。90年代中期，國內(nèi)也研制了同類數(shù)控機床。這種新工藝采用硬質(zhì)合金盤形銑刀，切削速度高，金屬切除率大，提高了生產(chǎn)率，降低了加工成本。在石油機械廠、流體傳動機械廠推廣應(yīng)用并取得了良好的經(jīng)濟效益。但這種新工藝的加工精度問題尚未取得理論上的研究成果。特別是在三坐標(biāo)數(shù)控機床上進行加工時，因切削軌跡為空間曲線而引起的包絡(luò)誤差，尚無文獻論及。本文從生

3、產(chǎn)中存在的實際問題出發(fā)，對刀尖圓弧半徑，螺桿螺旋角的變化，刀具安裝精度以及直線切削刃干涉切削等產(chǎn)生的加工誤差，從理論上進行分析研究，并提出提高工件加工精度、降低表面粗糙度的方法。2無瞬心截面包絡(luò)法加工無瞬心截面包絡(luò)法加工在三軸數(shù)控機床上進行，如圖1所示。由于工件的截面廓形復(fù)雜，無法利用通用CNC系統(tǒng)直接編程，常采用計算機輔助自動編程系統(tǒng)進行編程。目前國內(nèi)外的編程算法都是在工件理論端截面廓形的基礎(chǔ)上，對刀具的刀尖圓弧半徑采取等距線補償，忽

4、略了刀具相對工件傾斜一個固定的安裝角S而引起的各種誤差，而這種誤差在一定的條件下可能成為影響工件廓形精度的主要因素。圖1無瞬心截面包絡(luò)法加工原理圖[ALIGN]3無瞬心包絡(luò)法加工圓柱螺旋面螺桿的誤差分析在無瞬心包絡(luò)法加工螺桿的工藝過程中，影響加工精度的因素很多，本文著重當(dāng)r=1.2mm時，Dr=0.2964mmr=4mm，Dr=0.954mm可見刀尖圓弧半徑r引起的誤差較為顯著。2.刀具安裝高度對加工精度的影響由于銑床、刀具的制造、裝配

5、精度的影響，致使刀具安裝高度與工件軸心線不等高。設(shè)刀具的實際安裝高度高于理論高度Dh，致使刀具的切削點發(fā)生了變化，在該點的廓形法向誤差為D，如圖2所示。圖2刀具安裝高度對加工精度的影響[ALIGN]△=△hsinα式中△h——實際安裝高度與理論安裝高度的差值α——工件廓形的法線與X軸的夾角△——工件廓形法向誤差若△h=0.1mm，α=45時，則△=0.0707mm，可見刀具安裝高度的精度對加工精度的影響不可忽視。這種誤差使工件廓形發(fā)生偏

6、斜而生產(chǎn)廓形不對稱誤差。4降低加工誤差的方法為了達到提高工件的加工精度、降低其表面粗糙度、消除刀具與工件的干涉、提高刀具壽命的目的，我們改善了刀具結(jié)構(gòu)，并利用空間嚙合原理求出刀具與工件的嚙合點；按理論嚙合點計算刀具相對于工件的位置，并根據(jù)計算結(jié)果進行數(shù)控編程。按該程序加工可得到工件的理論廓形，從而提高了螺旋面螺桿鉆具轉(zhuǎn)子的加工精度。采用這種編程方法，可以盡量增大刀片的刀尖圓弧半徑，提高刀片抗沖擊強度，降低表面粗糙度。我們研制了錯齒組合盤